JPS6346717A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電解コンデンサ、詳しくは新規な駆動用電解
液を使用した電解コンデンサに関する。

（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）アルミ
ニウム等の弁作用金属の箔をセパレータとともに巻回し
てコンデンサ素子とした電解コンデンサは、一般にコン
デンサ素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウム等の
金属ケースや合成樹脂製のケースにコンデンサ素子を収
納し密閉した構造を有する。

このような電解コンデンサにおいて、中高圧用（使用電
圧１００■以上）の駆動用電解液としてはエチレングリ
コールを主な溶媒とし、ホウ酸、あるいはアジピン酸、
デカンジカルボン酸等の鎖状ジカルボン酸またはそのア
ンモニウム塩などを溶質としたものが用いられてきた。

しかしながら、ホウ酸を用いた場合には高い電導度が得
られず、鎖状ジカルボン酸またはその塩を用いた場合に
は１００℃以上の高温度条件下では電解コンデンサとし
ての特性の劣化が著しい。そこで、高温度条件下で安定
的に優れた特性を有する芳香族カルボン酸を用いること
が検討されてきた。中でも比較的高い火花電圧を付与す
る安息香酸は、中圧用電解コンデンサの電解液の溶質と
して好適であり、安息香酸アンモニウムをエチレングリ
コールに溶解させた電解液は公知である（特？ｒ 公開５２−茗’Ｉ’０１号公報）。

しかしながら、高温度条件下で電解コンデンサの長寿命
を保証するためには、電解液のｐＨを５〜７に調整する
とともに、含水量をなるべく少なくすることが好ましい
。このとき、ｐＨが高いか、または含水量が多いと電極
箔が侵食され、コンデンサの特性が劣化したり、ガスが
発生して安全弁が作動したりする。ところが一方、含水
量を５％以下、ｐＨを５〜７の範囲内に限定すると、安
息香酸単独では高い電導度が得られず、損失（ｔａｎδ
）の小さい高性能の電解コンデンサを得ることは困難で
ある。また、安息香酸アンモニウムとコハク酸アンモニ
ウムとを組合せて用いることは公知である（特公昭４３
−９３４０号公報）。しかしながら、コハク酸を用いる
場合には８５℃までは十分実用に耐えるが、温度が１０
５℃まで上るとコハク酸が熱分解を起し、たとえ安息香
酸と組合せて用いても長時間の使用に耐えられないとい
う問題点があった。また、エチレングリコールを溶媒と
して、安息香酸アンモニウム、ホウ酸およびマンニット
を溶解した電解液も公知であり（特開昭５７−６０８２
９号公報）、この系の電解液は１３０〜１５０℃の高温
度条件下で安定した特性を示すとされているが、十分高
い電導度が得られず、したがって損失（ｔａｎ　δ）が
十分小さい電解コンデンサを得ることはできない。

本発明は前記の様々な問題点を解決して１００℃以上の
高温度条件下で長時間安定的に作動可能で、損失（ｔａ
ｎ　δ）の小さい電解コンデンサを提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するため、安息香酸またはそ
の塩とグルタル酸またはその塩とを含有する駆動用電解
液を使用することを特徴とする電解コンデンサを提供す
るものである。

本発明で用いる駆動用電解液の溶媒としては電解コンデ
ンサに通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使
用可能であり、たとえば、ジメチルホルムアミド、Ｎ−
メチルホルムアミド、γ−プチロラクトン、Ｎ−メチル
ピロリドン、エチレングリコール、エチレングリコール
・モノアルキルエーテル、エチレングリコール・ジアル
キルエーテル、ジメチルスルホキシド、炭酸プロピレン
、エチレンシアノヒドリンなどが好適に使用できる。

本発明で用いられる安息香酸およびグルタル酸の塩とし
ては、アルカリ金属塩またはアミン塩、特に好ましくは
アンモニウム塩、第４アンモニウム塩が、得られる電解
液の電導度と火花電圧が高いので好適である。

本発明で用いられる安息香酸またはその塩およびグルタ
ル酸またはその塩の含有量は、電解液組成中、それぞれ
好ましくは５〜１５重量％および０゜５〜６重量％が好
適である。安息香酸またはグルタル酸の含有量が上記の
範囲以下のときには十分な電導度が得られず、一方、上
記の範囲以上のときは常温で沈澱が生成する。

電解液のｐＨを調整するためのアルカリ源としては、ア
ンモニア、アルキルアミン類などを適宜用いることがで
きるが、十分高い電導度と火花電圧を得るためには、ア
ンモニアが最も好ましい。

アンモニアはアンモニア水として添加してもよいが、電
解液を形成する安息香酸およびグルタル酸をそれぞれ安
息香酸アンモニウムもしくはグルタル酸アンモニウムの
形態で加える方が水分を調節する上で好ましい。

電解液の含水量は、電解コンデンサの寿命の点から少な
い方が好ましく、５％以下が好適である。

電解液のｐＨは、４〜８、特には５〜７の範囲内に調整
することが好ましく、この範囲より高くても低くても電
極箔が侵食される。

本発明の電解コンデンサには、種々の態様のコンデンサ
が包含される。典型的態様としては、紙等の適宜のセパ
レータで分離したアルミニウム箔陽極とアルミニウム箔
陰極とを使用し、これらを円筒状に巻いたものをコンデ
ンサ素子とし、この素子に駆動用電解液を含浸させる。

電解液の含浸量としてはセパレータに対して、好ましく
は５０〜３００重量％とされる。電解液が含浸された素
子は、耐食性を有する金属や合成樹脂等のケースに収納
し、密封した構造にされる。

（作用） 高温下で安定なコンデンサを得るために９Ｈを５〜７に
、水分量を５％以下に調整すると、安息香酸のみでは溶
解度に限界があり、電導塵の十分高い電解液を得ること
は困難である。電導塵を高めるには分子量の小さい酸を
添加すればよいが、炭素数の少ないシュウ酸、コハク酸
などでは高温での安定性が十分でなく、安息香酸とグル
タル酸の組み合せが電導塵と高温安定性の点から好まし
いことが判明した。

（実施例） 以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に
説明する。

比較例工〜５および実施例１．２に示す組成を有する駆
動用電解液を使用してアルミニウムを電極とする定格２
００　Ｖ、４７０μＦの電解コンデンサを作製した。電
解液の含水量（％）とｐＨは第１表に示した。このコン
デンサに１０５℃で定格電圧を印加して、ｉ　、　ｏｏ
ｏ時間後の損失（ｔａｎ　δ）の変化を測定して第１表
に示した（負荷試験）。また、１０５℃で電圧を印加せ
ずに１　、０００時間貯蔵した後の漏れ電流の変化を測
定して第１表に示した（無負荷試験）。このうち、１，
０００時間後の漏れ電流は、ＪＩＳ　　Ｃ５１０２４，
３項に基づく電圧処理を実施した５分後の測定値である
。

比較例　１　　　　　　　　　　　　　重量％アジピン
酸アンモニウム　　　　　　　４アジピン酸　　　　　
　　　　　　　　３水　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　３エチレングリコール　　　　　　　
　　９０比較例　２　　　　　　　　　　　　　重量％
安息香酸アンモニウム　　　　　　　　１５水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７エチレング
リコール　　　　　　　　　７８比較例　３　　　　　
　　　　　　　　重量％安息香酸アンモニウム　　　　
　　　　１０安息香酸　　　　　　　　　　　　　　５
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３
エチレングリコール　　　　　　　　８２比較例　４　
　　　　　　　　　　　　重量％安息香酸アンモニウム
　　　　　　　　１０コハク酸　　　　　　　　　　　
　　　　４水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３エチレングリコール　　　　　　　　　８３
比較例　５　　　　　　　　　　　　　重量％安息香酸
アンモニウム　　　　　　　　８ホウ酸　　　　　　　
　　　　　　　２マンニツト　　　　　　　　　　　　
　　３エチレングリコール　　　　　　　　　８７実施
例　１　　　　　　　　　　　　　重量％安息香酸アン
モニウム　　　　　　　　１０グルタル酸アンモニウム
　　　　　　　４水　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　３エチレングリコール　　　　　　　　
　８３実施例　２　　　　　　　　　　　　　重量％安
息香酸アンモニウム　　　　　　　　１０グルタル酸　
　　　　　　　　　　　　４水　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　３エチレングリコール　　　　
　　　　　８３第　　１　　表 （発明の効果） 本発明によれば、１００℃以上の高温度負荷条件下での
損失（ｔａｎ　δ）の変化が小さい高温安定性の優れた
電解コンデンサが得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）安息香酸またはその塩とグルタル酸またはその塩
   とを含有する駆動用電解液を使用することを特徴とする
   電解コンデンサ。
2. （２）安息香酸またはその塩とグルタル酸またはその塩
   の電解液中の含有量が、それぞれ５〜１５重量％と０．
   ５〜６重量％である特許請求の範囲第１項記載の電解コ
   ンデンサ。